【正文】 操作界面，真彩顯示圖形、支持漸進(jìn)色、豐富的圖庫(kù)、動(dòng)畫連接。 工程瀏覽器：工程瀏覽器是一個(gè)工程開發(fā)設(shè)計(jì)工具，用于創(chuàng)建監(jiān)控畫面、監(jiān)控的設(shè)備及相關(guān)變量、動(dòng)畫鏈接、命令語(yǔ)言以及設(shè)定運(yùn)行 系統(tǒng)配置等的系統(tǒng)組態(tài)工具。 組態(tài)王軟件結(jié)構(gòu)由工程管理器、工程瀏覽器及運(yùn)行系統(tǒng)三部分構(gòu)成。采用組態(tài)王軟件開發(fā) 工業(yè)監(jiān)控工程，可以極大地增強(qiáng)用戶生產(chǎn)控制能力、提高工廠的生產(chǎn)力和效率、提高產(chǎn)品的質(zhì)量、減少成本及原材料的消耗。 組態(tài)王軟件是一種通用的工業(yè)監(jiān)控軟件，它融過(guò)程控制設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)操作以及工廠資源管理于一體，將一個(gè)企業(yè)內(nèi)部的各種生產(chǎn)系統(tǒng)和應(yīng)用以及信息交流匯集在一起，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化管理。人 機(jī)界面（ HMI）畫面是用組態(tài)軟件來(lái)做的，常見的組態(tài)軟件有西門子公司的 Wincc、羅克韋爾公司的 RsView 及國(guó)產(chǎn)的組態(tài)王、力控等。 在點(diǎn)動(dòng)工作方式下，完成工件加工并取下工件后，使油泵電機(jī)停止運(yùn)行。 當(dāng)滑臺(tái)的工件使“死檔鐵停留壓力繼電器”得電，左銑、右銑 右銑 2 和立銑的電機(jī)停機(jī)。 當(dāng)滑臺(tái)工件到達(dá)立銑頭加工區(qū)指定位置，在單循 環(huán)自動(dòng)工作方式下立銑電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行。在單動(dòng)力自動(dòng)循環(huán)工作和點(diǎn)動(dòng)工作方式下，需按下相應(yīng)的啟動(dòng)按鈕進(jìn)行操作。在單動(dòng)力自動(dòng)循環(huán)工作和點(diǎn)動(dòng)工作方式下，需按下相應(yīng)的啟動(dòng)按鈕進(jìn)行操作。 當(dāng)滑臺(tái)到達(dá)指定位置，就會(huì)進(jìn)行“快進(jìn)”和“工進(jìn)”的轉(zhuǎn)換。在點(diǎn)動(dòng)工作方式下，需按下“滑臺(tái)快進(jìn)點(diǎn)動(dòng)工作按鈕”進(jìn)行滑臺(tái)快進(jìn)的點(diǎn)動(dòng)操作。在另外兩種工作方式下，按下“加工指令按鈕”就會(huì)自動(dòng)完成相應(yīng)的操作。 當(dāng)工件在滑臺(tái)原位位置且油泵電機(jī)正在運(yùn)行的時(shí)候，才能對(duì)工件進(jìn)行“夾緊”和“放松”的操作。另外在前兩種工作方式下，油泵電機(jī)在自動(dòng)加工一個(gè)循環(huán)后不停機(jī)。有相應(yīng)的指示燈來(lái)顯示工作狀態(tài)。 二、程序流程圖設(shè)計(jì) 程序流程圖 如圖 所示 圖 程序流程圖 基于 PLC的組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與組態(tài) — 第三章 24 、 程序設(shè)計(jì) 利用主控指令來(lái)實(shí)現(xiàn)組合機(jī)床的熱繼電器過(guò)載和總停的時(shí)候停止機(jī)床工作。又過(guò)一定 SQ4位置時(shí) ,右 1銑頭停止 ,右 2銑頭開始加工 ,直到終點(diǎn)三臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)停止。當(dāng)滑臺(tái)壓下 滑臺(tái)快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)位置開關(guān) SQ2 后轉(zhuǎn)工進(jìn) ,同時(shí)起動(dòng)左銑頭 和右 1銑頭開始加工 。 3 數(shù)據(jù)切換工具條 可在程序菜單、參數(shù)、注釋、編程元件內(nèi)存這四個(gè)項(xiàng)目中切換 4 梯形圖標(biāo)記工具條 包含梯形圖編輯所需要使用的常開觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)、應(yīng)用指令等內(nèi)容 5 程序工具條 可進(jìn)行梯形圖模式，指令表模式的轉(zhuǎn)換；進(jìn)行讀出模式，寫入模式，監(jiān)視模式，監(jiān)視寫入模式的轉(zhuǎn) 換 6 SFC 工具條 可對(duì) SFC 程序進(jìn)行塊變換、塊信息設(shè)置、排序、塊監(jiān)視操作 7 工程參數(shù)列表 顯示程序、編程元件注釋、參數(shù)、編程元件內(nèi)存等內(nèi)容，可實(shí)現(xiàn)這些項(xiàng)目的數(shù)據(jù)的設(shè)定 8 狀態(tài)欄 提示當(dāng)前的操作：顯示 PLC 類型以及當(dāng)前操作狀態(tài)等 9 操作編輯區(qū) 完成程序的編輯、修改、監(jiān)控等的區(qū)域 10 SFC 符號(hào)工具條 包含 SFC 程序編輯所需要使用的步、塊啟動(dòng)步、選擇合并、平行等功能鍵 11 編程元件內(nèi)存工具條 進(jìn)行編程元件的內(nèi)存的設(shè)置 12 注釋工具條 可進(jìn)行注釋范圍設(shè)置或?qū)?/各程序的注釋進(jìn)行設(shè)置 、 PLC 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)思路 三面銑組合機(jī)床有單循環(huán)自動(dòng)工作、單動(dòng)力頭自動(dòng)循環(huán)工作、點(diǎn)動(dòng)三種工作方式 ,下面以一個(gè)自動(dòng)工作循環(huán)為例分析單循環(huán)自動(dòng)工作過(guò)程控制。這樣友好的直觀的操作界面使操作更加簡(jiǎn)便。這里需要特別注意的是在FXGP/WINC 編程軟件里稱編輯的程序?yàn)槲募?，而?GXDeveloper 編程軟件中稱之為工程。 ③程序編輯過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，軟件會(huì)提示錯(cuò)誤信息或錯(cuò)誤原因，所以能大幅度 縮短程序編輯的時(shí)間。通過(guò)該軟件可進(jìn)行模擬在線調(diào)試，不需要與可編程控制器連接。只要在任意的回路模式上加上名字（宏定義名）登錄（宏登錄）到文檔，然后輸入簡(jiǎn)單的命令，就能夠讀出登錄過(guò)的回路模式，變更軟元件就能夠靈基于 PLC的組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與組態(tài) — 第三章 22 活利用了。把開發(fā)順序程序時(shí)反復(fù)使用的順序程序回路塊零件化，使得順序程序的開發(fā)變得容易，此外， 零件化后，能夠防止將其運(yùn)用到別的順序程序使得順序輸入錯(cuò)誤。 ②功能塊。用標(biāo)號(hào)編程制作程序的話，就不需要認(rèn)識(shí)軟元件的號(hào)碼而能夠根據(jù)標(biāo)示制作成標(biāo)準(zhǔn)程序。 此外， GXDeveloper 編程軟件還具有以下特點(diǎn)。該編程軟件能夠?qū)⒕庉嫷某绦蜣D(zhuǎn)換成 GPPQ、 GPPA 格式的文檔，當(dāng)選擇 FX 系列時(shí)，還能將程序存儲(chǔ)為 FXGP（ DOS）、 FXGP（ WIN）格式的文檔，以實(shí)現(xiàn)與 FXGP/WINC 軟件的文件互 換。該方法需要有相應(yīng)的編程軟件。該方法是多種編程方法的綜合應(yīng)用。 技巧法 技巧法是在經(jīng)驗(yàn)法和解析法的基礎(chǔ)上，運(yùn)用技巧進(jìn)行編程，以提高編程質(zhì)量。 圖解法和解析法不是彼此獨(dú)立的。 時(shí)序圖（波形圖）法適合于時(shí)間控制電路，將對(duì)應(yīng)信號(hào)的波形畫出后，再依時(shí)間邏輯關(guān)系去組合，就可很容易把電路設(shè)計(jì)出。常用的方法有梯形圖法、時(shí)序圖（波形圖）法及流程圖法。解析法比較嚴(yán)密，可以運(yùn)用一定的標(biāo)準(zhǔn)，使程序優(yōu)化，可避免編程的盲目性，是較有效的方法。在工作過(guò)程中，可收集與積累這樣成功的例子，從而可不斷豐富自己的經(jīng)驗(yàn)。 、 PLC的編程方法 在設(shè)計(jì) PLC 程序時(shí)，可以根據(jù)自己的實(shí)際情況，采用下列不同的方法。同一廠家的 PLC 產(chǎn)品，其助記符語(yǔ)言與梯形圖語(yǔ)言是相互對(duì)應(yīng)的，可互相轉(zhuǎn)換。 （ 3）梯形圖的起始母線與線圈 之間一定要有觸點(diǎn)，而線圈與終止母線之間則不能有任何觸點(diǎn)。 （ 2）梯形圖左、右邊垂直線稱為起始母線、終止母線。 梯形圖編程格式： （ 1）梯形圖按行從上至下編寫，每一行從左往右順序編寫。每個(gè)“軟繼電器”僅對(duì)應(yīng) PLC 存儲(chǔ)單元中的一位。 注意：梯形圖表示的并不是一個(gè)實(shí)際電路而只是一個(gè)控制程序，其間的連線表示的是它們之間的邏輯關(guān)系，即所謂 “ 軟接線 ” 。 梯形圖編程語(yǔ)言：是在原繼電器 — 接觸器控制系統(tǒng)的繼電器梯形圖基礎(chǔ)上演變而來(lái)的一種圖形語(yǔ)言。 IEC 中的 PLC 編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)中有五種編程語(yǔ)言：順序功能圖編程語(yǔ)言、梯形圖編程語(yǔ)言、功能塊圖編程語(yǔ)言、指令語(yǔ)句表編程語(yǔ)言、結(jié)構(gòu)文本編程語(yǔ)言。但不管什么型號(hào)的PLC， 其編程語(yǔ)言都具有以下特點(diǎn)： 圖形式指令結(jié)構(gòu) 、 明確的變量常數(shù) 、 簡(jiǎn)化的程序結(jié)構(gòu) 、 簡(jiǎn)化應(yīng)用軟件生成過(guò)程 、 強(qiáng)化調(diào)試手段 。目前，還沒有一種對(duì)各廠家產(chǎn)品都能兼容的編程語(yǔ)言。本章在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，將介紹本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，主要包括軟件設(shè)計(jì)的基本步驟、方法，編程軟件 GXDeveloper 的介紹以及本系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計(jì) 等。 簡(jiǎn)單參數(shù)一覽表 如下 ： 基于 PLC的組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與組態(tài) — 第二章 17 變頻器 的 端子 —— FRF74022KCHT1 型變頻器的主接線一般有 6 個(gè)端子，其中輸入端子 R（ L1）、 S（ L2）、 T（ L3）接三相電源；輸出端子 U、 V、 W 接三相電動(dòng)機(jī)，切記不能接反，否則，將損毀變頻器，其接線如變頻器端子接線圖所示。 變頻器的參數(shù) —— 變頻器用于單純可變速運(yùn)行時(shí)，可按出廠設(shè)定的參數(shù)運(yùn)行即可，若考慮負(fù)荷、運(yùn)行方式時(shí)，必須設(shè)定必要的參數(shù)。 因此，異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速必須按照一定的規(guī)律同時(shí)改變其定子電壓和頻率，即必須通過(guò)變頻器獲得電壓和頻率均可調(diào)節(jié)的供電電源。 m? — 每極磁通量，單位為 Wb。 如何實(shí)現(xiàn)磁通不變？根據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)定子每相電動(dòng)勢(shì)的有效值為 : mNfE ?? 111 式中 1f — 電動(dòng)機(jī)定子頻率，單位為 Hz。 從公式可知，改變電源頻率即可實(shí)現(xiàn)調(diào)速。p — 電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù) 。 變頻器的調(diào)速原理 三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式： )1(60)1(0 sp fsnn ???? 式中 0n — 同步轉(zhuǎn)速 。主要由主電路（包括整流器、中間直流環(huán)節(jié)、逆變器）和控制電路組成。 、變頻器原理 變頻器的基本構(gòu)成 變頻器分為交 交和交 直 交兩種形式。對(duì)于如矢量控制變頻器這種需要大量運(yùn)算的變頻器來(lái)說(shuō)，有時(shí)還需要一個(gè)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計(jì)算的 CPU 以及一些相應(yīng)的電路。 （ 2） PLC 的輸出端口包括 運(yùn)行 指示 燈、交流接觸器、繼電器等。 圖 FX2N的基本性能規(guī)格圖 （ a） 基于 PLC的組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與組態(tài) — 第二章 11 圖 FX2N的基本性能規(guī)格圖 （ b） 基于 PLC的組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與組態(tài) — 第二章 12 、 PLC 的 I/O 分配表 本控制系統(tǒng)的 PLC 的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)的確定 是 根據(jù)控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì)要求和所需控制的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)量加以確定。 圖 FX2N系列可編程控制器中的 FX2N80MR001 基于 PLC的組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與組態(tài) — 第二章 10 FX2N 的基本性能規(guī)格 如下 圖 （ a）。該型號(hào)的輸入點(diǎn)數(shù) 40 個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù) 40 個(gè)，輸出形式是 R繼電器輸出（有接點(diǎn)，交流、直流負(fù)載兩用）。 編寫技術(shù)文件 技術(shù)文件包括設(shè)計(jì)說(shuō)明書、硬件原理圖、安裝接線圖、電氣元件明細(xì)表、 PLC程序以及使用說(shuō)明書等。模擬調(diào)試過(guò)程中，可采用分段調(diào)試的方法，并利用編程器的監(jiān)控功能。 (1)硬件模擬法是使用一些硬件設(shè)備（如用另一臺(tái) PLC 或一些輸入器件等）模擬產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)，并將這些信號(hào)以硬接線的方式連到 PLC 系統(tǒng)的輸入端，其時(shí)效性較強(qiáng)。程序基于 PLC的組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與組態(tài) — 第二章 9 模擬調(diào)試是，以方便的形式模擬產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀態(tài)，為程序的運(yùn)行創(chuàng)造必要的環(huán)境條件。它可以避免由于非法 操作而引起的控制邏輯混亂。 (3)保護(hù)和連鎖程序。 (2)檢測(cè)、故障診斷和顯示等程序。在 PLC 上電后，一般都要做一些初始化的操作，為啟動(dòng)作必要的準(zhǔn)備，避免系統(tǒng)發(fā)生誤動(dòng)作。程序要以滿足系統(tǒng)控制要求為主線，逐一編寫實(shí)現(xiàn)各控制功能 或各子任務(wù)的程序，逐步完善系統(tǒng)指定的功能。 (5)計(jì)數(shù)器、定時(shí)器及內(nèi)部輔助繼電器的地址分配。由 PLC 的 I/O 連接圖和 PLC 外圍電氣線路圖組成系統(tǒng)的電氣原理圖。 (4) 繪制 PLC 外圍硬件線路圖。 (3) PLC 的 I/O 端口分配。 (2) 選擇 PLC。輸入設(shè)備包括按紐、位置開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)及各種傳感器等。系統(tǒng)的工作方式及人機(jī)界面，需要顯示的物理量及顯示方式等。電氣系統(tǒng)與機(jī)械、液壓、氣動(dòng)及各儀表等系統(tǒng)間的關(guān)系 。設(shè)計(jì)人員必須深入現(xiàn)場(chǎng)，認(rèn)真調(diào)查研究，收集資料，并于相關(guān)技術(shù)人員和操作人員一起分析討論，相互配合，共同解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn) 的問題。整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分以下 5 步進(jìn)行。 、 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。 (2)工藝復(fù)雜程度：當(dāng)工藝要求較復(fù)雜時(shí) ,采用 PLC 控制具有更大的優(yōu)越性 . (3)可靠性要求：目前 ,當(dāng) I/O 點(diǎn)數(shù)在 20 甚至更少時(shí)，就趨向于選擇 PLC 控制了。 (1)控制規(guī)模：一個(gè)控制系統(tǒng)的控制規(guī)?？捎迷撓到y(tǒng)的 I/O 設(shè)備總數(shù)來(lái)衡量。 (4)發(fā)展性原則 — 適當(dāng)考慮生產(chǎn)發(fā)展和工藝改進(jìn)的需要，在 I/O 接口、通信能力等方面留有余地。 (2)可靠性原則 — 確保計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性。而在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)原則往往會(huì)涉及很多方面，其中最基本的設(shè)計(jì)原則可以歸納為 4 點(diǎn)。 、 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則和步驟 無(wú)論是用 PLC 組成集散控制系統(tǒng)，還是獨(dú)立控制系統(tǒng)， PLC 控制部分的設(shè)計(jì)都可以參考圖 所示的步驟。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各 PLC 廠商都十分重視 PLC 的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 （ 5） 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以 完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。 PID 處理一般是運(yùn)行專用的 PID 子程序。 PID 調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。 （ 4） 過(guò)程控制 過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。 （ 3） 運(yùn)動(dòng)控制 PLC 可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（ Analog）和數(shù)字量（ Digital）之間的 A/D 轉(zhuǎn)換及 D/A 轉(zhuǎn)換。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 目前， PLC 在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)， PLC 的領(lǐng)域使用情況大致可歸納為如下幾類。 （ 5） 體積小，重量輕，能耗低 以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于